使用并联稳压器在PCB布局
关键的外卖
线性稳压器电路效率低,但他们是简单的建立和以低电压/电流是有用的。
一个简单的线性调节器是一个并联电压调节器,调节电压通过转移一些电流。
这些组件是低噪声,将提供一个简单的方法快速调节低电压而不会将一个LDO。
帽、晶体管和稳压电路的散热片。
有一件事他们从未告诉你在电子类直流电源可以吵了。你经常使用监管,提供干净的输出隔离电源,所以很容易假定所有直流源以这种方式运作。现实世界并非如此简单,和设计师需要一个范围的方法来调节直流电源电路板组件。在各种方法中,我们有监管机构和切换线性调节器。
类的线性监管机构、并联稳压器给设计师一个简单的方法来调节功率的直流通过分流一些电流电路。通过调节调节元件,直流电压可以保持在一个相对稳定的值。同样,一些分流监管机构可以提供过压保护调节器的输入部分,一个特性可能只被发现在一个集成电路。这是如何设计自己的并联稳压器以及如何将它放在你的PCB布局。
一个并联稳压电路的例子
下面的线路图显示了一个简单但强大的并联稳压器。在这个电路,稳压二极管在反向偏压和提要NPN型晶体管饱和电流,使晶体管的导电通道,允许电流通过发射器。这提供了所需的降压监管行动保持一个稳定的输出电压通过维持电路中通过的电流我几乎在一个恒定的水平。
设置输出电压通过选择合适的电阻R值,输入电压的下降一些,而其余的交付到输出显示基尔霍夫电压定律。如果你想任何噪声滤波器的输入和输出,您可以将大型并联电容器的输入和输出。注意下面的电路显示了一个不受监管的直流输入,但这个电路可以提供相同的功能作为监管的LDO下台直流电压降到一个较低的值。
基本的并联稳压电路与一个齐纳二极管和一个NPN型晶体管。
下面的图显示了示例中的效率与串联电阻并联稳压器如上所示。请注意,有许多不同种类的并联稳压器,和一个类似的效率图可以从模拟数据生成或测量。在这个特殊的例子中,电路的效率严重依赖于输入电压空间对输出电压。这个比赛一个典型的行为LDO稳压器。
效率与串联电阻并联稳压器。
二极管和晶体管操作
做一个并联电压调整器正常工作的关键是选择合适的二极管和晶体管。上面所示的齐纳二极管的饱和电流将打开NPN型晶体管,从而允许一些电流流入收集器。作为输入电压和电流波动,二极管电流也会略有波动,然后调节电流卷入多少晶体管。这是允许一个向上的电流波动回落到地面,而不是让它交付给加载组件。添加一个并联电容器的输出是有用,因为这有助于保持一个恒定电压尽管输入电流应该表现出略微减少波动。
为了适应大电流波动在这个电路、晶体管需要提供高的增益。然而,如果获得非常高,更多的权力下降在晶体管,这意味着它是浪费热量。作为一种替代方法,可以使用较低的晶体管获得较大的饱和电流与齐纳二极管。仔细平衡这两个参数是需要确保你可以抑制任何预期的电压波动不浪费热量过多的权力。
优点和缺点
线性稳压器,并联稳压电路将效率低于开关式稳压器,因为一些系列电阻和电压下降的晶体管。换句话说,一些失去的热量在两个组件。效率只是输出比输入电压,如下方程中定义。尽管低效率,它还有其他一些优点,使它理想的在某些情况下:
没有开关元件:这些监管机构不需要调节的开关元件,与各种切换拓扑。这消除了需要选择一个大型晶体管PWM驱动程序。
低噪声:因为没有开关元件和瞬变电流,分流稳压器产生的噪音很低。噪音的来源进行了EMI从输入到输出,可以抑制使用过滤。
较低的组件数量:较低的组件数量在并联稳压器相比,允许将其成本降低了一个更复杂的和身体更大的开关式稳压器。
低输出纹波:集体行动的齐纳二极管和晶体管允许宽带管理当前的相关带宽晶体管。这有助于保持低输出纹波只要输入电流并不是太大。
并联稳压器的布局
一旦你设计和模拟并联稳压器,你需要把它放在你的PCB布局。这里有一些基本的技巧,这些电路布局时应遵循:
寄生:低电压并联稳压电路是足够小,能适应小板的空间,你应该保持组件密集减少寄生的低水平。你下面放置一个地平面电路,确保电路会隔绝噪音。
组件的大小:如果你期望高输入电压/电流波动在你的系统中,您需要使用身体较大的组件来提供监管和抗高温的一代。牢记这一点在选择组件和规划布局。
散热当前波动性:因为这些组件通过一个电阻和晶体管,这些电路产生热量。您可能需要使用一个散热片消散了足够的热量,使组件冷却。
一旦你设计的并联稳压电路,你可以使用最好的PCB布局和设计软件捕捉你的设计作为一个初始PCB布局和安排组件开始。快板PCB编辑器包括你需要的功能布局董事会对于任何应用程序,以及先进的路由和设计验证工具。然后,您可以使用抑扬顿挫分析工具模拟和分析电力电子的行为。
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